Brak klimatyzacji jest czymś, co trudno sobie wyobrazić. O ile w domu jesteśmy w stanie zaakceptować jej brak, to już brak klimatyzacji biurowej, klimatyzacji przemysłowej (w tym klimatyzacji serwerowni) czy też systemów klimatyzacji w samochodach, komunikacji miejskiej, czy też sklepach dziś wydaje nam się dość abstrakcyjny. Jednak nie byłoby takiej klimatyzacji, jaką znamy dziś, bez czynników chłodniczych. Te ostatnie uczestniczą w wymianie ciepła. Pobierają je poprzez wrzenie w niskiej (ujemnej) temperaturze i pod niskim ciśnieniem, natomiast oddają w czasie skraplania, które ma miejsce pod wyższym ciśnieniem i w wyższej temperaturze.
Czynniki chłodnicze to nic innego, jak związki chemiczne, lub mieszaniny, które krążą w zamkniętej instalacji chłodniczej i podlegają wspomnianym już przemianom termodynamicznym. Dzięki temu tworzą obieg chłodniczy. Co zaskakuje, ich obecność w chłodnictwie trwa od lat 30. XIX wieku – właśnie wtedy Jacob Perkins wynalazł parowe i sprężarkowe urządzenie chłodnicze.
Podział czynników chłodniczych
Najprostszy podział czynników chłodniczych wiąże się z ich pochodzeniem. W związku z tym możemy wyróżnić czynniki chłodnicze syntetyczne i naturalne. Pierwsze można podzielić dalej na jednorodne i niejednorodne, natomiast drugie – na organiczne i nieorganiczne. Przyjrzyjmy się wszystkim grupom.
Jednorodne czynniki chłodnicze
Jednorodne czynniki chłodnicze to freony, czyli chloropochodne i fluoropochodne łańcuchowe węglowodory nasycone. Wokół freonów na przestrzeni lat pojawiały się liczne kontrowersje. Na początku pojawiły się badania, zgodnie którymi emitowanie freonów do atmosfery miało niszczyć warstwę ozonową. Jednak dopiero wtedy, kiedy koncentracja ozonu faktycznie zaczęła maleć, czyli w latach 90., uznano freony za szkodliwe dla środowiska. Niemniej freony nie są ani toksyczne, ani palne, a problemem jest to, że bardzo łatwo się ulatniają z nieszczelnych instalacji. Co gorsza, w przypadku freonów nie ma śladów po wycieku, przez co nieszczelność jest trudna do zdiagnozowania.
Niejednorodne czynniki chłodnicze
Wśród niejednorodnych syntetycznych czynników chłodniczych możemy wyróżnić mieszaniny. Pierwsze to azeotropy, a drugie – zeotropy. Azeotropy to mieszaniny związków chemicznych (dwóch, lub więcej), które pozostają w termodynamicznej równowadze z parą nasyconą, która z tejże mieszaniny powstaje. Skład pary każdego azeotropu jest taki sam, jak cieczy. W zeotropach (lub nieazeotropach) sytuacja wygląda odwrotnie. Para nasycona wynikająca z połączenia związków chemicznych ma skład zawsze inny od ciekłej postaci mieszaniny.
Organiczne czynnik chłodnicze
Organiczne czynniki chłodnicze to węglowodory. Tych związków chemicznych prawdopodobnie nikomu nie trzeba przedstawiać. Warto jedynie pamięta, że w skład węglowodorów wchodzą jedynie atomu węgla i wodoru. Podstawowy szkielet węglowodorów składa się z atomów węgla, a do nich są przyłączone atomy wodoru. Przykładami węglowodorów nasyconych będących czynnikami chłodniczymi są propan i izobutan.
Nieorganiczne czynniki chłodnicze
Nieorganiczne czynniki chłodnicze to amoniak, dwutlenek węgla, woda lodowa i powietrze. Amoniak jest związkiem chemicznym azotu i wodoru o tetraedrycznej (czworościany foremnego). Dwutlenek węgla to związek z grupy tlenków występujący w naturze w stanie gazowym. Przy myśleniu o dwutlenku węgla jako o czynniku chłodniczym warto uświadomić sobie, że jego forma zestalona to tzw. suchy lód. Powietrzem zaś oddychamy na co dzień – to mieszanina gazów i aerozoli w najniższej części atmosfery ziemskiej. Woda lodowa to woda czysta lub z dodatkiem glikolu, który nie pozwoli jej zamarznąć. Temperatura wody lodowej to 6°C.
Z wymienionych wyżej czynników, korzystają tacy producenci urządzeń klimatyzacyjnych, jak Stulz, Daikin, czy Rotenso.